JP2008177495A - Method and apparatus for processing substrate - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、処理液で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置に関するものである。なお、乾燥処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等が含まれる。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for drying a substrate surface wet with a processing liquid. The substrates to be dried include semiconductor wafers, glass substrates for photomasks, glass substrates for liquid crystal displays, glass substrates for plasma displays, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, A magneto-optical disk substrate is included.
薬液による薬液処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板表面に付着するリンス液を除去すべく、数多くの乾燥方法が従来より提案されている。そのうちのひとつとして、純水に比較して表面張力が低いIPA(イソプロピルアルコール)などの有機溶剤成分を含む液体(低表面張力溶剤)を用いた乾燥方法が知られている。この乾燥方法としては、例えば特許文献1に記載された乾燥方法がある。この乾燥方法を実行する基板処理装置は、薬液処理とリンス処理とが施された基板をスピン乾燥させる装置である。この装置では、薬液処理後にIPAと純水とを混合させたIPA混合純水を窒素ガスとともに二流体混合ノズルから基板表面に供給してリンス処理を実行している。これにより、基板表面に付着している薬液およびパーティクルを除去するとともに、乾燥処理時に基板表面にウォーターマークが発生するのを抑制している。
A number of drying methods have been proposed in the past to remove the rinse liquid adhering to the substrate surface after the chemical liquid treatment with the chemical liquid and the rinse treatment with pure water or the like. As one of them, a drying method using a liquid (low surface tension solvent) containing an organic solvent component such as IPA (isopropyl alcohol) having a surface tension lower than that of pure water is known. As this drying method, for example, there is a drying method described in
また、特許文献2に記載された基板処理装置では、レジストパターンが形成される基板表面に現像処理を施した後、該基板表面にIPAと純水とを混合させたIPA水溶液をリンス液として供給している。これにより、基板表面に対してIPA水溶液によるリンス処理が行われる。続いて、基板に加熱処理が施されて基板表面からリンス液が除去される。こうして、IPA水溶液によるリンス処理の実行によってレジストパターンの倒壊を防止しつつ、基板表面の乾燥が行われる。
Further, in the substrate processing apparatus described in
しかしながら、特許文献1に記載された基板処理装置では、薬液処理後にリンス液としてIPA混合純水を基板表面に供給して該基板表面に付着している薬液およびパーティクルを除去している。また、特許文献2に記載された基板処理装置でも、現像処理後にIPA水溶液をリンス液として用いて現像処理後のレジストおよび基板表面に残留付着している現像液を除去している。そのため、これら基板表面に付着する処理液(薬液や現像液)および不要物を除去するために相応のリンス時間を要し、IPAの消費量が増大してしまう。その結果、基板を処理するために多量のIPAが必要となり、このことがコスト増大の主要因のひとつとなっていた。
However, in the substrate processing apparatus described in
また、純水に比較して表面張力が低いIPAなどを含む液体(低表面張力溶剤)にはパーティクル(不揮発成分)が少なからず含まれている。したがって、基板表面の乾燥前にIPAなどを含む液体が供給されると、該液体に含まれるパーティクルが基板に蓄積してしまい、かえって基板表面が汚染されるという問題が発生することがあった。 Further, a liquid (low surface tension solvent) containing IPA or the like whose surface tension is lower than that of pure water contains not a few particles (nonvolatile components). Therefore, when a liquid containing IPA or the like is supplied before the substrate surface is dried, particles contained in the liquid accumulate on the substrate, which may cause a problem that the substrate surface is contaminated.
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、処理液で濡れた基板表面を乾燥させる際に低コストで基板表面を良好に乾燥させることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the said subject, and provides the substrate processing method and substrate processing apparatus which can dry a substrate surface favorably at low cost when drying the substrate surface wet with the processing liquid. With the goal.
この発明にかかる基板処理方法の第1態様は、処理液で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理方法であって、上記目的を達成するため、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を略水平姿勢で保持された基板の表面に供給して該基板表面に付着している処理液を低表面張力溶剤に置換させる置換工程と、処理液と同一組成の液体または処理液と主成分が同一である液体を置換工程後に基板表面に供給して液体によるパドル状の液体層を基板表面に形成する液体層形成工程と、液体層を基板表面から除去して該基板表面を乾燥させる乾燥工程とを備え、液体層形成工程では、液体をミスト状に前記基板表面に供給することを特徴としている。 A first aspect of the substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method for drying a substrate surface wetted with a processing solution, and in order to achieve the above object, a low surface tension solvent having a surface tension lower than that of the processing solution is used. A substitution step of supplying the surface of the substrate held in a substantially horizontal position and replacing the treatment liquid adhering to the substrate surface with a low surface tension solvent; a liquid having the same composition as the treatment liquid or a treatment liquid and a main component A liquid layer forming step for forming a paddle-like liquid layer on the substrate surface by supplying the same liquid to the substrate surface after the replacement step, and a drying step for removing the liquid layer from the substrate surface and drying the substrate surface In the liquid layer forming step, the liquid is supplied to the substrate surface in the form of a mist.
また、この発明にかかる基板処理装置の第1態様は、上記目的を達成するため、処理液で濡れた基板表面を上方に向けた状態で基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を基板表面に供給して該基板表面に付着している処理液を低表面張力溶剤に置換させる置換手段と、処理液と同一組成の液体または処理液と主成分が同一である液体をミスト状に低表面張力溶剤が付着している基板表面に供給して液体によるパドル状の液体層を基板表面に形成する第1液体層形成手段とを備え、液体層を基板表面から除去して基板表面を乾燥させることを特徴としている。 According to a first aspect of the substrate processing apparatus of the present invention, in order to achieve the above object, the substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture with the substrate surface wet with the processing liquid facing upward, and the processing A replacement means for supplying a low surface tension solvent having a lower surface tension than the liquid to the substrate surface and replacing the treatment liquid adhering to the substrate surface with the low surface tension solvent; and a liquid or a treatment liquid having the same composition as the treatment liquid And a first liquid layer forming means for supplying a liquid having the same main component to the surface of the substrate on which the low surface tension solvent is adhered in a mist form to form a paddle-like liquid layer of the liquid on the substrate surface, The liquid layer is removed from the substrate surface and the substrate surface is dried.
このように構成された発明(基板処理方法および装置)の第1態様によれば、基板表面に付着している処理液を該処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤(以下、単に「低表面張力溶剤」という)に置換しているので、基板表面に微細パターンが形成されていたとしても、パターン間隙の内部にまで低表面張力溶剤を入り込ませることができる。そして、処理液と同一組成の液体または処理液と主成分が同一である液体を低表面張力溶剤が付着している基板表面に供給して該液体によるパドル状の液体層を基板表面に形成することで、パターン間隙の内部に入り込んでいる低表面張力溶剤がパターン間隙から表層部分に抜け出すのを抑制することができる。また、液体層の形成によりパターン間隙に存在する低表面張力溶剤のみをほぼ残した状態で基板表面上の低表面張力溶剤の大部分、つまり表層部分の低表面張力溶剤を基板表面から除去しているので、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したような課題を解決することができる。すなわち、低表面張力溶剤中に存在するパーティクルによって基板表面が汚染されるのを防止することができる。さらに、低表面張力溶剤をパターン間隙の内部に入り込ませるために基板表面に付着する処理液を置換するだけの低表面張力溶剤を基板表面に供給すればよい。また、液体層は低表面張力溶剤を用いることなく、該低表面張力溶剤と異なる液体により形成される。したがって、基板1枚当たりの処理に要する低表面張力溶剤の消費量を抑制してコスト低減を図ることができる。 According to the first aspect of the invention (substrate processing method and apparatus) configured as described above, the processing liquid adhering to the substrate surface is transferred to a low surface tension solvent (hereinafter simply referred to as “a surface tension solvent”) having a lower surface tension than the processing liquid. Therefore, even if a fine pattern is formed on the surface of the substrate, the low surface tension solvent can enter the pattern gap. Then, a liquid having the same composition as the treatment liquid or a liquid having the same main component as the treatment liquid is supplied to the substrate surface to which the low surface tension solvent is adhered, and a paddle-like liquid layer is formed on the substrate surface. As a result, it is possible to suppress the low surface tension solvent entering the pattern gap from coming out of the pattern gap to the surface layer portion. In addition, most of the low surface tension solvent on the surface of the substrate, that is, the low surface tension solvent in the surface layer portion is removed from the substrate surface while leaving only the low surface tension solvent existing in the pattern gap by the formation of the liquid layer. Therefore, the problems as described in the section “Problems to be Solved by the Invention” can be solved. That is, it is possible to prevent the substrate surface from being contaminated by particles present in the low surface tension solvent. Furthermore, in order to allow the low surface tension solvent to enter the inside of the pattern gap, a low surface tension solvent that only replaces the treatment liquid adhering to the substrate surface may be supplied to the substrate surface. The liquid layer is formed of a liquid different from the low surface tension solvent without using the low surface tension solvent. Therefore, it is possible to reduce the cost by suppressing the consumption of the low surface tension solvent required for processing per substrate.
しかも、この発明によれば、パドル状の液体層を形成する際にミスト状の液体を基板表面に供給しているので、次のような優れた作用効果が得られる。すなわち、単に基板表面にパドル状の液体層を形成する場合には、基板表面の上方にノズルを固定配置して該ノズルから液体を柱状に吐出して基板表面に供給することが考えられる。しかしながら、このように液体を基板表面に供給した場合には、ノズル直下に位置し該ノズルから直接に液体の供給を受ける表面部位(以下「直接供給部位」という)における液体の流速が、直接供給部位から液体が広がることにより間接的に液体の供給を受ける表面部位(以下「間接供給部位」という)における液体の流速に比較して大きくなってしまう。その結果、直接供給部位に位置するパターン間隙の内部に入り込んでいる低表面張力溶剤が液体層を形成するための液体に置き換わってしまう。その結果、基板表面を乾燥させる際に直接供給部位に位置するパターンが倒壊するおそれがあった。これに対し、この発明によれば、パドル状の液体層を形成する際にミスト状の液体を用いているので、基板表面の各部に到達する液体の流速を比較的小さくすることができる。このため、パターン間隙の内部に入り込んでいる低表面張力溶剤が液体層を形成するための液体に置き換わるのを抑制することができる。したがって、パターン間隙に低表面張力溶剤が残った状態から基板表面が乾燥されるので、パターン倒壊を防止して基板表面を良好に乾燥させることができる。 Moreover, according to the present invention, since the mist-like liquid is supplied to the substrate surface when the paddle-like liquid layer is formed, the following excellent effects can be obtained. That is, when a paddle-like liquid layer is simply formed on the substrate surface, it is conceivable that a nozzle is fixedly disposed above the substrate surface, and liquid is discharged from the nozzle in a columnar shape and supplied to the substrate surface. However, when the liquid is supplied to the surface of the substrate in this way, the flow velocity of the liquid at the surface portion (hereinafter referred to as “direct supply portion”) located directly under the nozzle and receiving the liquid supply directly from the nozzle is directly supplied. As the liquid spreads from the site, the liquid flow rate at the surface site (hereinafter referred to as “indirect supply site”) that receives the liquid supply indirectly increases. As a result, the low surface tension solvent that has entered the pattern gap located directly at the supply site is replaced with the liquid for forming the liquid layer. As a result, when the substrate surface is dried, there is a possibility that the pattern located directly on the supply site collapses. On the other hand, according to the present invention, since the mist-like liquid is used when forming the paddle-like liquid layer, the flow velocity of the liquid reaching each part of the substrate surface can be made relatively small. For this reason, it can suppress that the low surface tension solvent which has entered the inside of the pattern gap is replaced with the liquid for forming the liquid layer. Accordingly, since the substrate surface is dried from the state where the low surface tension solvent remains in the pattern gap, the pattern collapse can be prevented and the substrate surface can be satisfactorily dried.
ここで、パドル状の液体層を形成する際に、基板表面の上方に固定配置された固定ノズルからミスト状の液体を基板表面に供給するように構成してもよいし、基板表面に沿って可動自在に配置された可動ノズルから基板表面に局部的にミスト状の液体を供給しながら可動ノズルを基板表面に対して走査させるように構成してもよい。いずれの構成を採用しても、ミスト状の液体を用いて基板表面にパドル状の液体層が形成されるため、パターン間隙の内部に入り込んでいる低表面張力溶剤が液体層を形成するための液体に置き換わるのを確実に防止することができる。また、前者の構成によれば、液体層形成処理時にノズルを駆動制御することが不要となる。その一方で、後者の構成によれば、ミスト状の液体を基板表面に局部的に供給することでミスト状の液体が基板の周囲に散らばってしまうのを防止することができる。 Here, when forming the paddle-like liquid layer, a mist-like liquid may be supplied to the substrate surface from a fixed nozzle fixedly arranged above the substrate surface, or along the substrate surface. The movable nozzle may be configured to scan the substrate surface while locally supplying a mist-like liquid to the substrate surface from a movable nozzle that is movably disposed. Regardless of which configuration is used, a paddle-like liquid layer is formed on the substrate surface using a mist-like liquid, so that the low surface tension solvent entering the pattern gap forms a liquid layer. It is possible to reliably prevent the liquid from being replaced. Further, according to the former configuration, it is not necessary to drive and control the nozzle during the liquid layer forming process. On the other hand, according to the latter configuration, it is possible to prevent the mist-like liquid from being scattered around the substrate by locally supplying the mist-like liquid to the substrate surface.
この発明にかかる基板処理方法の第2態様は、処理液で濡れた基板表面を乾燥させる基板処理方法であって、上記目的を達成するため、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を略水平姿勢で保持された基板の表面に供給して該基板表面に付着している処理液を低表面張力溶剤に置換させる置換工程と、置換工程後に処理液と同一組成の液体または処理液と主成分が同一である液体を基板表面に供給して液体によるパドル状の液体層を基板表面に形成する液体層形成工程と、液体層を前記基板表面から除去して該基板表面を乾燥させる乾燥工程とを備え、液体層形成工程では、ノズルから柱状に液体を供給しながら該ノズルを基板表面に対して走査させることを特徴としている。 According to a second aspect of the substrate processing method of the present invention, there is provided a substrate processing method for drying a substrate surface wet with a processing liquid, and a low surface tension solvent having a surface tension lower than that of the processing liquid is used to achieve the above object. A replacement step of supplying the surface of the substrate held in a substantially horizontal posture and replacing the processing liquid adhering to the substrate surface with a low surface tension solvent; and a liquid or processing liquid having the same composition as the processing liquid after the replacement step; A liquid layer forming step for supplying a liquid having the same main component to the substrate surface to form a paddle-like liquid layer on the substrate surface, and drying for removing the liquid layer from the substrate surface and drying the substrate surface In the liquid layer forming step, the nozzle is scanned with respect to the substrate surface while supplying the liquid in a columnar shape from the nozzle.
また、この発明にかかる基板処理装置の第2態様は、上記目的を達成するため、処理液で濡れた基板表面を上方に向けた状態で基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を基板表面に供給して該基板表面に付着している処理液を低表面張力溶剤に置換させる置換手段と、処理液と同一組成の液体または処理液と主成分が同一である液体をノズルから柱状に低表面張力溶剤が付着している基板表面に供給しながらノズルを基板表面に対して走査させることで液体によるパドル状の液体層を基板表面に形成する第2液体層形成手段とを備え、液体層を基板表面から除去して基板表面を乾燥させることを特徴としている。 According to a second aspect of the substrate processing apparatus of the present invention, in order to achieve the above object, the substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture with the substrate surface wet with the processing liquid facing upward, and the processing A replacement means for supplying a low surface tension solvent having a lower surface tension than the liquid to the substrate surface and replacing the treatment liquid adhering to the substrate surface with the low surface tension solvent; and a liquid or a treatment liquid having the same composition as the treatment liquid And a liquid with the same main component from the nozzle to the substrate surface on which the low surface tension solvent is attached in a columnar shape, the nozzle is scanned with respect to the substrate surface, thereby forming a paddle-like liquid layer on the substrate surface. And a second liquid layer forming means for forming the substrate, wherein the liquid layer is removed from the substrate surface and the substrate surface is dried.
このように構成された発明(基板処理方法および装置)の第2態様によれば、基板表面に微細パターンが形成されていたとしても、低表面張力溶剤をパターン間隙の内部にまで入り込ませた後、基板表面上にパドル状の液体層を形成することで低表面張力溶剤がパターン間隙から表層部分に抜け出すのが抑制される。また、液体層の形成により表層部分の低表面張力溶剤を除去することで低表面張力溶剤中に存在するパーティクルによって基板表面が汚染されるのを防止することができる。さらに、低表面張力溶剤をパターン間隙の内部に入り込ませるために基板表面に付着する処理液を置換するだけの低表面張力溶剤を用意すれば済むとともに、液体層は低表面張力溶剤と異なる液体により形成しているので、基板1枚当たりの処理に要する低表面張力溶剤の消費量を抑制してコスト低減を図ることができる。 According to the second aspect of the invention (substrate processing method and apparatus) configured as described above, even if a fine pattern is formed on the substrate surface, after the low surface tension solvent has entered the pattern gap. By forming a paddle-like liquid layer on the surface of the substrate, the low surface tension solvent is prevented from escaping from the pattern gap to the surface layer portion. Further, by removing the low surface tension solvent in the surface layer portion by forming the liquid layer, it is possible to prevent the substrate surface from being contaminated by particles present in the low surface tension solvent. Furthermore, in order to allow the low surface tension solvent to enter the inside of the pattern gap, it is only necessary to prepare a low surface tension solvent that can replace the treatment liquid adhering to the substrate surface, and the liquid layer is made of a liquid different from the low surface tension solvent. Since it forms, the consumption of the low surface tension solvent required for the process per board | substrate can be suppressed, and cost reduction can be aimed at.
しかも、この発明によれば、パドル状の液体層を形成する際にノズルから柱状に液体を供給しながら該ノズルを基板表面に対して走査しているので、基板表面上の液体の供給位置を分散させることができる。したがって、基板表面上の特定の表面部位のみに液体が供給され続けるのを防止して、当該表面部位に存在するパターン間隙の内部に入り込んでいる低表面張力溶剤が液体層を形成するための液体に置き換わるのを抑制することができる。その結果、基板表面を乾燥させる際にパターン倒壊を防止しながら乾燥処理の面内均一化を図ることができる。 In addition, according to the present invention, when the paddle-shaped liquid layer is formed, the nozzle is scanned with respect to the substrate surface while supplying the columnar liquid from the nozzle. Can be dispersed. Therefore, it is possible to prevent the liquid from continuing to be supplied only to a specific surface portion on the substrate surface, and the liquid for the low surface tension solvent entering the pattern gap existing in the surface portion to form a liquid layer. Can be suppressed. As a result, it is possible to achieve in-plane uniformity of the drying process while preventing pattern collapse when the substrate surface is dried.
ここで、パドル状の液体層を形成する際に、回転している基板の回転中心位置と端縁位置とを通る第1走査軌跡に沿ってノズルを走査させるように構成してもよいし、回転している基板の回転中心から外れ該回転中心に隣接する中心隣接位置と端縁位置とを通る第2走査軌跡に沿ってノズルを走査させるように構成してもよい。いずれの構成を採用しても、基板表面上の液体の供給位置を分散させて基板表面上の特定の表面部位のみに液体が供給し続けるのを防止することができる。特に、後者の構成によれば、ノズルの走査軌跡上から回転中心位置が外れているので、基板の中心部に位置するパターン間隙の内部に入り込んでいる低表面張力溶剤が液体層を形成するための液体に置き換わるのを確実に抑制することができる。すなわち、回転中心位置を通る軌跡に沿ってノズルを走査させた場合には、基板の中心部に液体が直接に供給される供給時間が基板の端縁部に比較して長くなる傾向にある。つまり、基板は回転している関係上、基板の中心部においてはノズルに対する相対速度が遅く、端縁部に向かうにつれて速くなる。そのため、相対速度の遅い中心部では単位時間当たりに直接に供給されるDIWの供給量が端縁部に比べて多くなる。その結果、基板の中心部に位置するパターン間隙内部に存在する低表面張力溶剤が、端縁部に位置するパターン間隙内部に存在する低表面張力溶剤に比べて、液体層を形成するための液体に置き換わり易くなっていた。これに対して、後者の構成のように、ノズルの走査軌跡から基板表面の回転中心位置を外すことで、基板の中心部に直接に液体が供給されるのを回避することができる。しかも、基板の回転中心に隣接する中心隣接位置を通る軌跡に沿ってノズルを走査させることで、基板の中心部にも基板表面に供給された液体を回り込ませて、基板表面に液体層を形成することができる。したがって、基板の中心部におけるパターン倒壊を確実に防止して、乾燥処理の面内均一化を効果的に図ることができる。 Here, when forming the paddle-shaped liquid layer, the nozzle may be scanned along a first scanning locus passing through the rotation center position and the edge position of the rotating substrate, You may comprise so that a nozzle may be scanned along the 2nd scanning locus | trajectory which remove | deviates from the rotation center of the board | substrate which is rotating, and passes the center adjacent position and edge position adjacent to this rotation center. Regardless of which configuration is employed, it is possible to prevent the liquid from continuing to be supplied only to a specific surface portion on the substrate surface by dispersing the liquid supply position on the substrate surface. In particular, according to the latter configuration, since the rotational center position deviates from the scanning trajectory of the nozzle, the low surface tension solvent entering the pattern gap located at the center of the substrate forms a liquid layer. It can be reliably suppressed that the liquid is replaced. That is, when the nozzle is scanned along a trajectory passing through the rotation center position, the supply time during which the liquid is directly supplied to the central portion of the substrate tends to be longer than the edge portion of the substrate. That is, because the substrate is rotating, the relative speed with respect to the nozzle is slow at the center of the substrate, and becomes faster toward the edge. Therefore, the amount of DIW supplied directly per unit time in the central portion where the relative speed is low is larger than that in the edge portion. As a result, the low surface tension solvent present inside the pattern gap located at the center of the substrate is more liquid than the low surface tension solvent located inside the pattern gap located at the edge portion. It was easy to replace. On the other hand, as in the latter configuration, it is possible to avoid supplying the liquid directly to the center of the substrate by removing the rotation center position of the substrate surface from the scanning trajectory of the nozzle. In addition, by scanning the nozzle along a trajectory that passes through the center adjacent position adjacent to the rotation center of the substrate, the liquid supplied to the substrate surface is also circulated to the center of the substrate to form a liquid layer on the substrate surface. can do. Therefore, pattern collapse at the center of the substrate can be reliably prevented, and the in-plane uniformity of the drying process can be effectively achieved.
なお、本発明に用いられる「低表面張力溶剤」としては、処理液と同一組成の液体または処理液と主成分が同一である液体と、該液体に溶解して表面張力を低下させる有機溶剤成分とが混合された混合液を用いてもよいし、100%の有機溶剤成分を用いてもよい。混合液を用いることにより、100%の有機溶剤成分を基板表面に供給する場合に比較して有機溶剤成分の消費量を抑制することができる。また、低表面張力溶剤として有機溶剤成分を含む溶剤に替えて、界面活性剤を必須的に含む溶剤を用いてもよい。ここで、「有機溶剤成分」としてはアルコール系有機溶剤を用いることができる。アルコール系有機溶剤としては、安全性、価格等の観点からイソプロピルアルコール、エチルアルコールまたはメチルアルコールを用いることができるが、特にイソプロピルアルコール(IPA)が好適である。 The “low surface tension solvent” used in the present invention includes a liquid having the same composition as the treatment liquid or a liquid having the same main component as the treatment liquid, and an organic solvent component that dissolves in the liquid to lower the surface tension. May be used, or a 100% organic solvent component may be used. By using the mixed solution, it is possible to suppress the consumption amount of the organic solvent component as compared with the case where 100% of the organic solvent component is supplied to the substrate surface. Moreover, it may replace with the solvent containing an organic solvent component as a low surface tension solvent, and may use the solvent which essentially contains surfactant. Here, an alcohol-based organic solvent can be used as the “organic solvent component”. As the alcohol-based organic solvent, isopropyl alcohol, ethyl alcohol, or methyl alcohol can be used from the viewpoints of safety, cost, and the like, and isopropyl alcohol (IPA) is particularly preferable.
この発明によれば、低表面張力溶剤をパターン間隙の内部にまで入り込ませた後、基板表面上にパドル状の液体層を形成することで低表面張力溶剤がパターン間隙から表層部分に抜け出すのが抑制される。また、表層部分の低表面張力溶剤を除去することで低表面張力溶剤中に存在するパーティクルによって基板表面が汚染されるのを防止することができる。さらに、低表面張力溶剤をパターン間隙の内部に入り込ませるために基板表面に付着する処理液を置換するだけの低表面張力溶剤を用意すれば済むとともに、液体層は低表面張力溶剤と異なる液体により形成しているので、低表面張力溶剤の消費量を抑制してコスト低減を図ることができる。しかも、液体層を形成する際に、ミスト状液体を用いることで、またはノズルから柱状に液体を供給しながら該ノズルを基板表面に対して走査させることで、パターン間隙内部での低表面張力溶剤から液体への置き換わりを抑制し、乾燥処理を良好に行うことができる。 According to this invention, after the low surface tension solvent has entered the pattern gap, the low surface tension solvent escapes from the pattern gap to the surface layer portion by forming a paddle-like liquid layer on the substrate surface. It is suppressed. Further, by removing the low surface tension solvent in the surface layer portion, it is possible to prevent the substrate surface from being contaminated by particles present in the low surface tension solvent. Furthermore, in order to allow the low surface tension solvent to enter the inside of the pattern gap, it is only necessary to prepare a low surface tension solvent that can replace the treatment liquid adhering to the substrate surface, and the liquid layer is made of a liquid different from the low surface tension solvent. Since it forms, the consumption of a low surface tension solvent can be suppressed and cost reduction can be aimed at. In addition, when forming the liquid layer, a low surface tension solvent within the pattern gap is obtained by using a mist-like liquid or by scanning the nozzle with respect to the substrate surface while supplying the liquid in a columnar shape from the nozzle. The replacement from liquid to liquid can be suppressed and the drying process can be performed satisfactorily.
<第1実施形態>
図1はこの発明にかかる基板処理装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Wの表面Wfに付着している不要物を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、基板表面Wfに対してフッ酸などの薬液による薬液処理およびDIW(deionized water)などのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板表面Wfを乾燥させる装置である。なお、この実施形態では、基板表面Wfとはデバイスパターンが形成されるパターン形成面をいう。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a main control configuration of the substrate processing apparatus of FIG. This substrate processing apparatus is a single-wafer type substrate processing apparatus used for a cleaning process for removing unnecessary substances attached to the surface Wf of a substrate W such as a semiconductor wafer. More specifically, the substrate surface Wf is subjected to a chemical treatment with a chemical solution such as hydrofluoric acid and a rinse treatment with a rinse solution such as DIW (deionized water), and then the substrate surface Wf wet with the rinse solution is dried. It is. In this embodiment, the substrate surface Wf refers to a pattern formation surface on which a device pattern is formed.
この基板処理装置は、基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック1と、基板Wの上方からそれぞれ薬液およびリンス液を供給する薬液ノズル3およびリンスノズル5と、基板Wの上方から窒素ガスを供給するガスノズル6と、基板Wの上方からミスト状のDIWを基板表面Wfに供給するミスト供給ノズル9とを備えている。ここで、リンスノズル5は、DIWと、該DIWに溶解して表面張力を低下させる有機溶剤成分とを混合した混合液(低表面張力溶剤)とを基板Wに選択的に供給可能となっている。
The substrate processing apparatus includes a
スピンチャック1は、回転支軸11がモータを含むチャック回転機構13の回転軸に連結されており、チャック回転機構13の駆動により回転中心A0を中心として鉛直軸回りに回転可能となっている。回転支軸11の上端部には、円盤状のスピンベース15が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット4からの動作指令に応じてチャック回転機構13を駆動させることによりスピンベース15が鉛直軸回りに回転する。
The
スピンベース15の周縁部付近には、基板Wの周縁部を把持するための複数個のチャックピン17が立設されている。チャックピン17は、円形の基板Wを確実に保持するために3個以上設けてあればよく、スピンベース15の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン17のそれぞれは、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン17は、基板保持部が基板Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Wの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
Near the peripheral edge of the spin base 15, a plurality of chuck pins 17 for holding the peripheral edge of the substrate W are provided upright. Three or more chuck pins 17 may be provided to securely hold the circular substrate W, and are arranged at equiangular intervals along the peripheral edge of the spin base 15. Each of the chuck pins 17 includes a substrate support portion that supports the peripheral portion of the substrate W from below, and a substrate holding portion that holds the substrate W by pressing the outer peripheral end surface of the substrate W supported by the substrate support portion. Yes. Each
スピンベース15に対して基板Wが受渡しされる際には、複数個のチャックピン17を解放状態とし、基板Wに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン17を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン17は基板Wの周縁部を把持してその基板Wをスピンベース15から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Wはその表面(パターン形成面)Wfを上方に向け、裏面Wbを下方に向けた状態で支持される。このように、この実施形態では、チャックピン17が本発明の「基板保持手段」として機能する。なお、基板保持手段としてはチャックピン17に限らず、基板裏面Wbを吸引して基板Wを支持する真空チャックを用いてもよい。
When the substrate W is delivered to the spin base 15, the plurality of chuck pins 17 are released, and when the substrate W is cleaned, the plurality of chuck pins 17 are pressed. To do. By setting the pressed state, the plurality of chuck pins 17 can grip the peripheral edge of the substrate W and hold the substrate W in a substantially horizontal posture at a predetermined interval from the spin base 15. As a result, the substrate W is supported with its front surface (pattern forming surface) Wf facing upward and the back surface Wb facing downward. Thus, in this embodiment, the
薬液ノズル3は、開閉バルブ31を介して薬液供給源と接続されている。このため、制御ユニット4からの制御指令に基づいて開閉バルブ31が開閉されると、薬液供給源から薬液が薬液ノズル3に向けて圧送され、薬液ノズル3から薬液が吐出される。なお、薬液にはフッ酸またはBHF(バッファードフッ酸)などが用いられる。また、薬液ノズル3にはノズル移動機構33(図2)が接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じてノズル移動機構33が駆動されることで、薬液ノズル3を基板Wの回転中心A0の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。同様にしてリンスノズル5にもノズル移動機構53(図2)が接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じてノズル移動機構53が駆動されることで、リンスノズル5を基板Wの回転中心A0の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。
The
リンスノズル5には、該リンスノズル5にDIWと混合液(DIW+有機溶媒成分)とを選択的に供給するための液供給ユニット7が接続されている。液供給ユニット7は、混合液を生成するためのキャビネット部70を備え、キャビネット部70にて生成された混合液をリンスノズル5に圧送可能となっている。また、液供給ユニット7は、DIWを直接にリンスノズル5に圧送することも可能である。有機溶媒成分としては、DIW(表面張力:72mN/m)に溶解して表面張力を低下させる物質、例えばイソプロピルアルコール(表面張力:21〜23mN/m)が用いられる。なお、有機溶媒成分はイソプロピルアルコール(IPA)に限定されず、エチルアルコール、メチルアルコールの各種有機溶媒成分を用いるようにしてもよい。また、有機溶媒成分は液体に限らず、各種アルコールの蒸気を有機溶媒成分としてDIWに溶解させて混合液を生成するようにしてもよい。
A liquid supply unit 7 for selectively supplying DIW and a mixed liquid (DIW + organic solvent component) to the rinse
キャビネット部70は、DIWとIPAとの混合液を貯留する貯留タンク72を備えている。この貯留タンク72には貯留タンク72内にDIWを供給するためのDIW導入管73の一端が取り込まれており、その他方端が開閉バルブ73aを介して工場のユーティリティ等で構成されるDIW供給源に接続されている。さらに、DIW導入管73の経路途中には流量計73bが介装されており、流量計73bがDIW供給源から貯留タンク72に導入されるDIWの流量を計測する。そして、制御ユニット4は、流量計73bで計測される流量に基づき、DIW導入管73を流通するDIWの流量を目標の流量(目標値)にするように、開閉バルブ73aを開閉制御する。
The
同様にして、貯留タンク72には貯留タンク72内にIPA液体を供給するためのIPA導入管74の一端が取り込まれており、その他方端が開閉バルブ74aを介してIPA供給源に接続されている。さらに、IPA導入管74の経路途中には流量計74bが介装されており、流量計74bがIPA供給源から貯留タンク72に導入されるIPA液体の流量を計測する。そして、制御ユニット4は流量計74bで計測される流量に基づき、IPA導入管74を流通するIPA液体の流量を目標の流量(目標値)にするように開閉バルブ74aを開閉制御する。
Similarly, one end of the
この実施形態では、混合液中のIPAの体積百分率(以下「IPA濃度」という)が50%以下の範囲内に属する所定値、例えばIPA濃度が10%になるように貯留タンク72内に導入するIPA液体およびDIWの流量を調整する。このようにIPA濃度を設定することで、後述するようにIPAの消費量を抑制しつつ基板表面Wfに形成されたパターン倒壊を効率良く防止できる。また、100%のIPAに比較してIPAに対する装置の防曝対策を簡略化することができる。
In this embodiment, the volume percentage of IPA in the liquid mixture (hereinafter referred to as “IPA concentration”) is introduced into the
貯留タンク72には、その一端がミキシングバルブ71に接続された混合液供給管75の他端が挿入され、貯留タンク72に貯留されている混合液を開閉バルブ76を介してミキシングバルブ71に供給可能に構成されている。混合液供給管75には、貯留タンク72に貯留されている混合液を混合液供給管75に送り出す定量ポンプ77や、定量ポンプ77により混合液供給管75に送り出される混合液の温度を調整する温調器78、混合液中の異物を除去するフィルタ79が設けられている。さらに、混合液供給管75には、IPA濃度を監視するための濃度計80が介装されている。
The other end of the mixed
また、混合液供給管75には、開閉バルブ76と濃度計80との間に混合液循環管81の一端が分岐接続される一方、混合液循環管81の他端が貯留タンク72に接続されている。この混合液循環管81には開閉バルブ82が介装されている。そして、装置の稼動中は、定量ポンプ77および温調器78が常に駆動され、基板Wに混合液を供給しない間は、開閉バルブ76が閉じられる一方、開閉バルブ82が開かれる。これにより、貯留タンク72から定量ポンプ77により送り出される混合液が混合液循環管81を通じて貯留タンク72に戻される。つまり、基板Wに混合液を供給しない間は、貯留タンク72、混合液供給管75および混合液循環管81からなる循環経路を混合液が循環する。その一方で、基板Wに混合液を供給するタイミングになると、開閉バルブ76が開かれる一方、開閉バルブ82が閉じられる。これにより、貯留タンク72から送り出される混合液がミキシングバルブ71に供給される。また、ミキシングバルブ71はリンスノズル5に接続されており、ミキシングバルブ71に供給された混合液はリンスノズル5から基板Wに向けて吐出される。このように、基板Wに混合液を供給しない間は、混合液を循環させておくことによって、DIWとIPAとが攪拌され、DIWとIPAとを十分に混ざり合った状態とすることができる。また、開閉バルブ76の開成後、所定の温度に調整されるとともに、異物が除去された混合液を速やかにリンスノズル5に供給することができる。
In addition, one end of a mixed
DIW導入管73には、開閉バルブ73aの上流側(DIW供給源側)にDIW供給管83の一端が分岐接続される一方、DIW供給管83の他端がミキシングバルブ71に接続されている。このDIW供給管83には開閉バルブ84が介装されている。このような構成によれば、制御ユニット4の制御指令に応じて開閉バルブ76,84が開閉制御されると、リンスノズル5にDIWと混合液(IPA+DIW)とが選択的に供給される。すなわち、開閉バルブ76を閉じて、開閉バルブ84を開くことで、ミキシングバルブ71を介してDIWがリンスノズル5に供給される。その一方で、開閉バルブ76を開いて、開閉バルブ84を閉じることで、ミキシングバルブ71を介して混合液がリンスノズル5に供給される。
One end of the
スピンチャック1の上方にはガスノズル6が配置される。ガスノズル6は開閉バルブ61を介してガス供給源と接続されている。このため、制御ユニット4からの制御指令に基づいて開閉バルブ61が開かれると、ガス供給源から窒素ガスがガスノズル6に向けて圧送され、ガスノズル6から窒素ガスが吐出される。また、ガスノズル6はノズル移動機構63(図2)に接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じてノズル移動機構63が駆動されることで、ガスノズル6を基板Wの回転中心A0の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。なお、この実施形態では、ガス供給源から窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを供給するように構成してもよい。
A
また、スピンチャック1の上方には、後述するようにDIWによるパドル状の液体層を基板表面Wfに形成するためにミスト供給ノズル9が配置される。ミスト供給ノズル9は開閉バルブ91を介してDIW供給源に接続されており、開閉バルブ91の開成によりDIW供給源からDIWがミスト供給ノズル9に圧送されると、ミスト供給ノズル9から基板表面Wfに向けてミスト状のDIWが吐出される。また、ミスト供給ノズル9はノズル移動機構93(図2)に接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じてノズル移動機構93が駆動されることで、ミスト供給ノズル9を基板Wの回転中心A0の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。ミスト供給ノズル9は吐出位置に固定配置された状態でミスト状のDIWを基板表面Wfに向けて吐出することで、基板表面Wfの全面にミスト状のDIWを供給可能となっている。つまり、ミスト供給ノズル9からのミスト状のDIWが基板表面Wfの全面に到達するように、ミスト状のDIWの吐出角度範囲が設定されている。このように、この実施形態では、ミスト供給ノズル9が本発明の「固定ノズル」として機能する。
Further, a mist supply nozzle 9 is disposed above the
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図3ないし図7を参照しつつ詳述する。図3は図1の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。また、図4は図1の基板処理装置の動作を示す模式図である。基板搬送手段(図示せず)によって未処理の基板Wが基板処理装置内に搬入されると(ステップS1)、制御ユニット4は装置各部を制御して基板Wに対して洗浄処理(薬液処理+リンス処理+置換処理+液体層形成処理+乾燥処理)を実行する。ここで、基板表面Wfには例えばpoly−Siからなる微細パターンが形成されている。そこで、この実施形態では、基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wが装置内に搬入され、スピンチャック1に保持される。
Next, the operation of the substrate processing apparatus configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG. When an unprocessed substrate W is carried into the substrate processing apparatus by a substrate transfer means (not shown) (step S1), the
続いて、基板Wに対して薬液処理が実行される。すなわち、薬液ノズル3を吐出位置に移動させるとともに、チャック回転機構13の駆動によりスピンチャック1に保持された基板Wを所定の回転速度(例えば500rpm)で回転させる(ステップS2)。続いて、薬液ノズル3から基板表面Wfに薬液としてフッ酸が供給されると、フッ酸が遠心力により広げられ基板表面Wf全体がフッ酸により薬液処理される(ステップS3)。
Subsequently, a chemical solution process is performed on the substrate W. That is, the
この薬液処理が終了すると、薬液ノズル3が待機位置に移動される。そして、基板Wに対してリンス処理が実行される。すなわち、リンスノズル5が吐出位置に移動されるとともに、リンスノズル5から回転する基板Wの表面Wfにリンス液(DIW)が供給される。これにより、リンス液が遠心力により広げられ基板表面Wf全体がリンス処理される(ステップS4)。その結果、基板表面Wfに残留付着するフッ酸がリンス液により基板表面Wfから除去される。なお、リンス処理時における基板Wの回転速度は例えば30〜1000rpmに設定される。
When this chemical processing is completed, the
所定時間のリンス処理が終了すると、制御ユニット4は基板Wの回転を継続しつつ、リンスノズル5からリンス液に替えて混合液(IPA+DIW)を吐出させる。ここでは、キャビネット部70において、混合液中のIPA濃度が例えばIPA濃度が10%に調整された混合液が予め生成されており、該混合液がリンスノズル5から基板表面Wfに向けて吐出される。また、基板Wの回転速度は比較的高速(例えば500rpm以上)の第1回転速度V1に設定される。この実施形態では、第1回転速度V1として1000rpmで基板Wを回転させる。このため、基板表面Wfに供給された混合液に比較的大きな遠心力が作用する。これにより、基板表面Wf上の混合液が激しく流動してパターン間隙の内部にまで混合液が入り込む。その結果、例えば図4(a)に示す状態から同図(b)に示す状態となり、微細パターンFPの間隙に付着するリンス液(DIW)が混合液に確実に置換される(ステップS5;置換工程)。このように、この実施形態では、リンスノズル5が本発明の「置換手段」として機能する。
When the rinsing process for a predetermined time is completed, the
続いて、基板表面Wf上にパドル状の液体層を形成することでパターン間隙の内部に入り込んでいる混合液がパターン間隙の内部から表層部分に抜け出すのを抑制する。これにより、後述する乾燥処理においてパターンの倒壊を有効に防止できる。すなわち、パターン倒壊は乾燥処理を行っている間にパターン間隙に発生する負圧によってパターン同士が引き寄せられることに起因している。そして、このパターン間隙に発生する負圧の大きさはパターン間隙に存在する液体の表面張力に依存し、該液体の表面張力が大きいほど大きくなる。したがって、パターン間隙にリンス液よりも表面張力が低い混合液(低表面張力溶剤)を入り込ませておくことでパターン倒壊を有効に防止できる。 Subsequently, by forming a paddle-like liquid layer on the substrate surface Wf, the mixed liquid entering the pattern gap is prevented from flowing out from the pattern gap to the surface layer portion. Thereby, collapse of the pattern can be effectively prevented in the drying process described later. That is, the pattern collapse is caused by the patterns being attracted by the negative pressure generated in the pattern gap during the drying process. The magnitude of the negative pressure generated in the pattern gap depends on the surface tension of the liquid existing in the pattern gap, and increases as the surface tension of the liquid increases. Therefore, pattern collapse can be effectively prevented by allowing a mixed liquid (low surface tension solvent) having a lower surface tension than the rinse liquid to enter the pattern gap.
ここで、混合液を用いてパドル状の液体層を形成した場合には、次のような問題が発生する場合があった。すなわち、混合液には該混合液中に存在する異物やIPA中の不揮発成分等のパーティクルが含まれており、基板表面Wfに混合液による液体層が形成されると、基板表面Wfがパーティクルにより汚染されることがあった。また、混合液を用いてパドル状の液体層を基板表面Wfに形成するためには、比較的多量のIPAが必要となり、IPAの消費量が増大してしまう。 Here, when the paddle-like liquid layer is formed using the mixed liquid, the following problems may occur. That is, the liquid mixture contains particles such as foreign matters present in the liquid mixture and non-volatile components in the IPA. When a liquid layer is formed by the liquid mixture on the substrate surface Wf, the substrate surface Wf is caused by the particles. It was sometimes contaminated. In addition, in order to form a paddle-like liquid layer on the substrate surface Wf using the mixed liquid, a relatively large amount of IPA is required, and the consumption of IPA increases.
そこで、この実施形態では、混合液による置換処理後にDIWを用いて液体層形成処理を実行している。先ず、制御ユニット4は基板Wの回転速度を第1回転速度V1よりも低速(例えば50rpm以下)の第2回転速度V2に減速させる。続いて、DIWを基板表面Wfに供給することでDIWによるパドル状の液体層を基板表面Wfの全面に形成する。この液体層形成処理では、基板Wの回転速度を比較的低速に設定しているのでDIWの流動による微細パターンFPの間隙に存在する混合液のDIWへの置換は抑制される。つまり、微細パターンFPの間隙の内部に入り込んでいる混合液が該間隙から表層部分に抜け出すのが抑制される。このため、微細パターンFPの間隙に存在する混合液を残しながら表層部分の混合液のみがDIWに置き換えられ、基板表面Wfから除去される。ここで、単に基板表面WfにDIWによるパドル状の液体層を形成することを考えると、基板表面Wfの上方にノズルを固定配置して該ノズルからDIWを柱状に吐出して基板表面Wfに供給することが考えられる(図5)。
Therefore, in this embodiment, the liquid layer forming process is executed using DIW after the replacement process with the mixed liquid. First, the
図5は液体層形成処理を実行する際の比較例を示す図である。置換処理後、制御ユニット4は基板Wの回転速度を第2回転速度V2に減速させるとともに、基板表面Wfの上方の吐出位置に固定配置されたリンスノズル5からDIWを柱状に吐出させる。これにより、基板表面Wfの中央部にDIWが供給されるとともに、DIWが基板Wの端縁方向に拡大していく。その結果、DIWによるパドル状の液体層21が基板表面Wfの全面に形成される(図5(a))。しかしながら、このようにDIWを基板表面Wfに供給した場合には、リンスノズル5の直下に位置し該リンスノズル5から直接にDIWの供給を受ける表面部位(直接供給部位)DRにおけるDIWの流速が、直接供給部位DRからDIWが広がることにより間接的にDIWの供給を受ける表面部位(間接供給部位)におけるDIWの流速に比較して大きくなってしまう。つまり、直接供給部位DRにおけるDIWの流速は、基板Wを低速に回転させているにもかかわらず、間接供給部位におけるDIWの流速に比較して大きくなってしまう。その結果、直接供給部位DRに位置する微細パターンFPの間隙内部に入り込んでいる混合液がDIWに置き換わってしまう(図5(b))。
FIG. 5 is a diagram showing a comparative example when the liquid layer forming process is executed. After the replacement process, the
これに対して、この実施形態では、上記した問題を解決するために、図6に示すようにDIWによるパドル状の液体層を基板表面Wfに形成している。 On the other hand, in this embodiment, in order to solve the above-described problem, a paddle-like liquid layer made of DIW is formed on the substrate surface Wf as shown in FIG.
図6は液体層形成処理を実行する際の実施例を示す図である。置換処理後、制御ユニット4は基板Wの回転速度を第2回転速度V2に減速させるとともに、ミスト供給ノズル9を吐出位置に固定配置する。そして、ミスト供給ノズル9からミスト状のDIWを基板表面Wfの全面に向けて吐出させ、DIWによるパドル状の液体層21を基板表面Wfの全面に形成する(ステップS6;液体層形成工程)。このようにミスト状にしてDIWを基板表面Wfに供給することで、基板表面Wfの各部に到達するDIWの流速を比較的小さくすることができる。このため、基板表面Wfの各部において微細パターンFPの間隙の内部に入り込んでいる混合液がDIWに置き換わるのを抑制することができる。その結果、図4(c)に示すように微細パターンFPの間隙内部に存在する混合液を残しながら表層部分の混合液のみがDIWに置き換えられる。なお、液体層形成処理において基板Wの回転は必須でなく、基板Wの回転を停止させた状態で液体層21を形成してもよい。このように、この実施形態では、ミスト供給ノズル9が本発明の「第1液体層形成手段」として機能する。
FIG. 6 is a diagram showing an example when the liquid layer forming process is executed. After the replacement process, the
こうして液体層21が基板表面Wf上に形成されると(図7(a))、ミスト供給ノズル9が待機位置に移動される。また、液体層形成処理から引き続き、基板Wは第2回転速度V2で回転されるか、または回転停止状態とされる。そして、窒素ガスによる基板表面Wfからの液体層21の排出処理が実行される。すなわち、ガスノズル6が吐出位置に移動され、基板Wの表面中央部に向けてガスノズル6から窒素ガスを吹きつける。そうすると、図7(b)に示すように、ガスノズル6から基板表面Wfに吹き付けられる窒素ガスによって液体層21の中央部に位置する液体が基板Wの径方向外側に押し退けられて液体層21の中央部にホール22が形成され、その表面部分が乾燥される。なお、パターン間隙の内部には混合液が残ったままの状態となっている。そして、引き続き、窒素ガスを基板Wの表面中央部に吹き付けていくことで、図7(c)に示すように、先に形成されたホール22が基板Wの端縁方向(同図の左右方向)に拡大していき、液体層21の中央側に位置する液体が中央側から基板端縁側に徐々に押し遣られて乾燥領域が広がっていく(ステップS7)。これにより、パターン間隙の内部に付着する混合液を除いて基板表面Wfから液体層21を構成する液体の殆どが除去される。
When the
このように、乾燥前処理工程を実行することで、後述する乾燥工程の間に基板Wの表面中央部に液体層21を構成する液体が液滴状に残り、筋状パーティクルとなって基板表面Wfにウォーターマークが発生するのを防止できる。すなわち、基板Wを回転させて基板表面Wfに付着する液体層21を除去して基板Wを乾燥(スピンドライ)させる際には、液体層21を構成する液体に作用する遠心力は基板Wの表面中央部に位置する液体ほど小さく、基板Wの表面端縁部から乾燥されていく。このとき、基板Wの表面中央部からその周囲にかけて液滴が残って、該液滴が基板Wの端縁方向に走り、この液滴の移動跡にウォータマークが形成されてしまうことがあった。これに対して、この実施形態によれば、乾燥工程前に予め液体層21の中央部にホール22を形成して該ホール22を拡大させていくことにより基板Wの表面中央部に位置する液体を排除しているので、ウォーターマークの発生を確実に防止できる。
In this way, by performing the pre-drying process, the liquid constituting the
乾燥前処理工程が完了すると、制御ユニット4は基板Wの回転速度を加速させて基板Wを高速回転(例えば3000rpm)させる。これにより、基板表面Wfに残存付着する液体成分が振り切られ、基板Wの乾燥処理(スピンドライ)が実行される(ステップS8;乾燥工程)。このとき、パターン間隙には混合液が入り込んでいる。したがって、パターン倒壊を防止しながらも、乾燥時間を短縮してスループットを向上させることができる。また、このように乾燥時間を短縮することで基板Wに付着する液体成分の被酸化物質の溶出を低減してウォーターマークの発生をさらに効果的に抑制できる。基板Wの乾燥処理が終了すると、制御ユニット4はチャック回転機構13を制御して基板Wの回転を停止させる(ステップS9)。その後、基板搬送手段が処理済の基板Wを装置から搬出して、1枚の基板Wに対する一連の洗浄処理が終了する(ステップS10)。
When the drying pretreatment process is completed, the
以上のように、この実施形態によれば、リンス処理後にリンス液(DIW)よりも表面張力が低い混合液(低表面張力溶剤)をパターン間隙の内部にまで入り込ませた後、基板表面Wf上に液体層21を形成することでパターン間隙の内部に入り込んでいる混合液がパターン間隙から表層部分に抜け出すのを抑制している。このため、基板乾燥時のパターン倒壊を防止することができる。また、液体層21の形成によりパターン間隙に混合液をほぼ残した状態で表層部分の混合液が基板表面Wfから除去される。したがって、混合液中に存在するパーティクルによって基板表面Wfが汚染されるのを防止することができる。さらに、リンス工程では混合液(IPA+DIW)と異なりDIWのみからなるリンス液により実行する一方、置換工程では基板表面Wfに付着するリンス液を混合液に置換するだけのIPAを用意すればよい。また、液体層21はIPAを用いることなく、DIWのみにより形成している。したがって、基板1枚当たりの処理に要するIPAの消費量を抑制してコスト低減を図ることができる。
As described above, according to this embodiment, after the rinsing process, the mixed liquid (low surface tension solvent) having a surface tension lower than that of the rinsing liquid (DIW) is allowed to enter the pattern gap, and then on the substrate surface Wf. By forming the
しかも、この実施形態によれば、液体層21を形成する際に、ミスト状のDIWを用いているので基板表面Wfの各部においてパターン間隙の内部に入り込んでいる混合液がDIWに置き換わるのを抑制することができる。したがって、パターン間隙に混合液が残った状態から基板表面Wfが乾燥されるので、パターン倒壊を有効に防止して基板表面Wfを良好に乾燥させることができる。さらに、ミスト供給ノズル9を基板表面Wfの上方に固定配置した状態でミスト供給ノズル9からミスト状のDIWを基板表面Wfに供給しているので、液体層形成処理時にノズル(ミスト供給ノズル9)を駆動制御することが不要となる。
In addition, according to this embodiment, since the mist-like DIW is used when forming the
また、この実施形態によれば、混合液中のIPA濃度を50%以下に設定しているので、以下に説明するようにIPA消費量を抑制しつつ、パターン倒壊を効率良く防止できる。図8はIPA濃度と表面張力γとの関係を示すグラフである。図8に記載される横軸はIPA濃度を表しており、IPA濃度が0(vol%)はDIW単体であることを、IPA濃度が100(vol%)はIPA液体単体であることを示している。表面張力γの測定は懸滴法(ペンダント・ドロップ法)により、協和界面科学株式会社製LCD−400Sを用いて行っている。図8から明らかなように、DIWへのIPA混合量を増加させていくと、IPA濃度が10%付近まではDIWへのIPA混合量の増加に伴って混合液の表面張力γが急激に低下していくことが分かる。そして、IPA濃度が50%以上では、混合液の表面張力に大きな低下は見られず、IPA液体単体とほぼ同等の表面張力を示していることが分かる。したがって、仮にIPA濃度を50%より大きくした場合でも、混合液の表面張力に大きな低下は見られず、パターン倒壊を引き起こす力に関して大きな減少は見込めない。つまり、IPA消費量が増加するばかりで、パターン倒壊防止効果に関して大きな向上は見込めない。したがって、IPA濃度を50%以下に設定することで、IPAの消費量を抑制しつつパターン倒壊を効率良く防止できる。さらに、このような観点からIPA濃度を5%以上かつ35%以下とする、さらには5%以上かつ10%以下とすることが好ましい。 Further, according to this embodiment, since the IPA concentration in the mixed solution is set to 50% or less, the pattern collapse can be efficiently prevented while suppressing the IPA consumption as described below. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the IPA concentration and the surface tension γ. The horizontal axis shown in FIG. 8 represents the IPA concentration. When the IPA concentration is 0 (vol%), DIW is simple, and when the IPA concentration is 100 (vol%), the IPA liquid is simple. Yes. The surface tension γ is measured by the hanging drop method (pendant drop method) using LCD-400S manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. As is clear from FIG. 8, when the IPA mixture amount to DIW is increased, the surface tension γ of the mixed solution rapidly decreases as the IPA mixture amount to DIW increases until the IPA concentration is around 10%. I can see that When the IPA concentration is 50% or more, it can be seen that the surface tension of the mixed liquid is not greatly reduced, and the surface tension is almost equal to that of the IPA liquid alone. Therefore, even if the IPA concentration is higher than 50%, no great reduction is observed in the surface tension of the mixed solution, and no significant reduction in the force that causes pattern collapse is expected. That is, the IPA consumption only increases, and no significant improvement can be expected with respect to the pattern collapse prevention effect. Therefore, by setting the IPA concentration to 50% or less, it is possible to efficiently prevent pattern collapse while suppressing the consumption of IPA. Further, from this point of view, the IPA concentration is preferably 5% to 35%, more preferably 5% to 10%.
<第2実施形態>
図9はこの発明の第2実施形態にかかる基板処理装置の液体層形成処理の動作を示す図である。ここで、同図(a)は側面図、同図(b)は平面図である。この第2実施形態にかかる基板処理装置が第1実施形態と大きく相違する点は、液体層を形成する際に、ノズルから柱状にDIWを吐出させながら該ノズルを基板表面Wfに対して走査させる点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第1実施形態と同様であるため、ここでは相違点を中心に説明する。
Second Embodiment
FIG. 9 is a view showing the operation of the liquid layer forming process of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, FIG. 4A is a side view and FIG. 4B is a plan view. The substrate processing apparatus according to the second embodiment is greatly different from the first embodiment in that when forming a liquid layer, the nozzle is scanned with respect to the substrate surface Wf while DIW is ejected from the nozzle in a columnar shape. Is a point. Other configurations and operations are basically the same as those in the first embodiment, and therefore, differences will be mainly described here.
この実施形態では、DIWノズル5Aが水平方向に延びるノズルアーム51の一方端に取り付けられている。ノズルアーム51の他方端にはノズル移動機構53Aが連結されている。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じてノズル移動機構53Aが作動することでノズルアーム51が所定の回転軸心回りに揺動駆動する。ノズル移動機構53Aの作動によりノズルアーム51が揺動すると、DIWノズル5Aは基板表面Wfに対向した状態で走査軌跡T1(本発明の「第1走査軌跡」に相当)に沿って移動する。この走査軌跡T1は回転中心位置Caから端縁位置Eaに向かう軌跡である。ここで、基板Wの回転中心位置Caは基板表面Wfの上方で、かつ基板Wの回転中心A0上に位置し、端縁位置Eaは基板Wの外周端の上方に位置する。
In this embodiment, the DIW nozzle 5A is attached to one end of a
DIWノズル5AはDIW供給源(図示せず)と接続されている。DIWノズル5Aが基板表面Wfの上方位置に配置され、DIW供給源からDIWがDIWノズル5Aに供給されると、DIWノズル5Aから基板表面Wfに向けて柱状にDIWが吐出される。そして、DIWノズル5Aから柱状にDIWを吐出している状態で、制御ユニット4が基板Wを回転させながらDIWノズル5Aを走査軌跡T1に沿って移動させると、基板表面Wfの各部にDIWが供給される。
The DIW nozzle 5A is connected to a DIW supply source (not shown). When the DIW nozzle 5A is disposed above the substrate surface Wf and DIW is supplied from the DIW supply source to the DIW nozzle 5A, DIW is discharged in a column shape from the DIW nozzle 5A toward the substrate surface Wf. When the DIW nozzle 5A is moved along the scanning trajectory T1 while the
このように構成された基板処理装置では、第1実施形態と同様にして薬液処理、リンス処理および混合液による置換処理後に次のようにして液体層形成処理が実行される。すなわち、制御ユニット4は、DIWノズル5Aを回転中心位置Caに位置決めする。そして、基板Wを回転(回転速度:V2)させながらDIWノズル5AからDIWを基板表面Wfに向けて柱状に吐出させつつ、DIWノズル5Aを端縁位置Eaに向けて徐々に移動させる。これにより、基板表面Wfの中央部にDIWによる液溜りが形成されるとともに、DIWの供給位置が径方向外側に移動していくことで液溜りが基板Wの端縁方向に拡大していく。その結果、パターン間隙の内部に存在する混合液を残しながら表層部分の混合液が基板表面Wfから除去され、DIWによるパドル状の液体層21が基板表面Wfの全面に形成される(液体層形成工程)。このように、この実施形態では、DIWノズル5Aおよびノズル移動機構53Aが本発明の「第2液体層形成手段」に相当する。なお、この実施形態では、液体層形成処理時にDIWノズル5Aを用いているが、DIWと混合液とを選択的に供給可能なリンスノズル5からDIWを供給しながらリンスノズル5を基板表面Wfに対して走査させてもよい。
In the substrate processing apparatus configured as described above, the liquid layer forming process is executed as follows after the chemical process, the rinse process, and the replacement process using the mixed liquid, as in the first embodiment. That is, the
以上のように、この実施形態によれば、基板表面Wf上に液体層21を形成することで、第1実施形態と同様にしてパターン間隙の内部に入り込んでいる混合液がパターン間隙から表層部分に抜け出すのが抑制される。また、液体層21の形成により表層部分の混合液を除去することで混合液中に存在するパーティクルによって基板表面Wfが汚染されるのを防止することができる。さらに、置換処理では基板表面Wfに付着するリンス液を置換するだけの混合液を用意すれば済むとともに、液体層形成処理では液体層21をDIWにより形成しているので、IPAの消費量を抑制してコスト低減を図ることができる。
As described above, according to this embodiment, the
しかも、この実施形態によれば、液体層21を形成する際にDIWノズル5Aを基板表面Wfに対して走査させているので基板表面Wf上のDIWの供給部位を分散させることができる。したがって、基板表面Wfの特定の表面部位のみにDIWが供給され続けるのを防止して、当該表面部位に存在するパターン間隙の内部に入り込んでいる混合液がDIWに置き換わるのを抑制することができる。その結果、乾燥処理時にパターン倒壊を防止しながら乾燥処理の面内均一化を図ることができる。
Moreover, according to this embodiment, when the
<第3実施形態>
図10はこの発明の第3実施形態にかかる基板処理装置の液体層形成処理の動作を示す平面図である。この第3実施形態にかかる基板処理装置が第2実施形態と大きく相違する点は、DIWノズル5Aの走査軌跡上から回転中心位置(回転中心A0の上方位置)が外れている点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第2実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 10 is a plan view showing the operation of the liquid layer forming process of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus according to the third embodiment is greatly different from the second embodiment in that the rotation center position (above the rotation center A0) deviates from the scanning locus of the DIW nozzle 5A. Since other configurations and operations are basically the same as those of the second embodiment, the same reference numerals are given here and description thereof is omitted.
この実施形態では、DIWノズル5Aは基板表面Wfに対向した状態で走査軌跡T2(本発明の「第2走査軌跡」に相当)に沿って移動する。この走査軌跡T2は回転中心A0から外れた中心隣接位置Cbから端縁位置Ebに向かう軌跡である。ここで、基板Wの中心隣接位置Cbは基板表面Wfの上方で、かつ回転中心位置に隣接する位置に設定されている。また、端縁位置Ebは基板Wの外周端の上方に位置する。そして、置換処理後に、制御ユニット4がDIWノズル5Aを中心隣接位置Cbに位置決めすると、基板Wを回転させながらDIWノズル5AからDIWを基板表面Wfに向けて柱状に吐出させつつ、走査軌跡T2に沿ってDIWノズル5Aを端縁位置Ebに向けて徐々に移動させる。
In this embodiment, the DIW nozzle 5A moves along the scanning locus T2 (corresponding to the “second scanning locus” of the present invention) while facing the substrate surface Wf. This scanning trajectory T2 is a trajectory from the center adjacent position Cb deviating from the rotation center A0 toward the edge position Eb. Here, the center adjacent position Cb of the substrate W is set to a position above the substrate surface Wf and adjacent to the rotation center position. The edge position Eb is located above the outer peripheral edge of the substrate W. Then, after the replacement process, when the
ここで、ノズルアーム51の揺動速度が一定であるとき、基板Wの中心部においてはDIWノズル5Aに対する相対速度が遅く、端縁部に向かうにつれて速くなる。そのため、回転中心位置を通る軌跡に沿ってノズルを移動させた場合には、相対速度の遅い中心部では単位時間当たりに直接に供給されるDIWの供給量が端縁部に比べて多くなる。その結果、基板Wの中心部に位置するパターン間隙内部に存在する混合液が、端縁部に位置するパターン間隙内部に存在する混合液に比べてDIWに置き換わり易くなっていた。
Here, when the rocking speed of the
これに対して、この実施形態によれば、走査軌跡T2上から基板表面Wfの回転中心位置(回転中心A0の上方位置)が外れているので、回転中心A0を含む基板Wの中心部WcにDIWが直接に供給されるのを回避することができる。しかも、基板Wを比較的低速(回転速度:V2)で回転させながら回転中心A0に隣接する中心隣接位置Cbを通る軌跡(走査軌跡T2)に沿ってDIWノズル5Aを移動させているので、基板Wの中心部Wcに基板表面Wfに供給されたDIWを間接的に回り込ませることができる。これにより、基板表面Wfの全面に液体層21を形成することができる。
On the other hand, according to this embodiment, since the rotation center position of the substrate surface Wf (above the rotation center A0) is deviated from the scanning locus T2, the center Wc of the substrate W including the rotation center A0 is located. It can be avoided that DIW is supplied directly. Moreover, since the substrate W is rotated at a relatively low speed (rotation speed: V2), the DIW nozzle 5A is moved along the locus (scanning locus T2) passing through the center adjacent position Cb adjacent to the rotation center A0. The DIW supplied to the substrate surface Wf can be caused to indirectly enter the central portion Wc of W. Thereby, the
以上のように、この実施形態によれば、DIWノズル5Aを基板表面Wfに対して走査させているので、第2実施形態と同様にして基板表面Wf上のDIWの供給部位を分散させて基板表面Wf上の特定の表面部位のみにDIWが供給し続けるのを防止することができる。さらに、基板Wの中心部にDIWが直接に供給されるのを回避しているので、基板Wの中心部にDIWを直接に供給した場合における弊害を防止することができる。すなわち、パターン間隙内部に存在する混合液のDIWへの置き換わりが端縁部に比べて中心部で発生し易いという課題を解決することができる。その結果、基板Wの中心部におけるパターン倒壊を確実に防止して、乾燥処理の面内均一化を効果的に図ることができる。 As described above, according to this embodiment, since the DIW nozzle 5A is scanned with respect to the substrate surface Wf, the DIW supply sites on the substrate surface Wf are dispersed in the same manner as in the second embodiment. It is possible to prevent the DIW from continuing to be supplied only to a specific surface portion on the surface Wf. Further, since DIW is prevented from being directly supplied to the central portion of the substrate W, adverse effects caused when DIW is directly supplied to the central portion of the substrate W can be prevented. That is, it is possible to solve the problem that the replacement of the mixed liquid existing in the pattern gap with DIW is more likely to occur at the center portion than at the edge portion. As a result, pattern collapse at the center of the substrate W can be reliably prevented, and the in-plane uniformity of the drying process can be effectively achieved.
<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第1実施形態では、ミスト供給ノズル9を吐出位置に固定配置した状態でミスト供給ノズル9からミスト状のDIWを基板表面Wfに供給しているが、ミスト供給ノズルを基板表面Wfに対して走査させながらミスト状のDIWを基板表面Wfに供給してもよい(第4実施形態)。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first embodiment, mist-like DIW is supplied from the mist supply nozzle 9 to the substrate surface Wf with the mist supply nozzle 9 fixed at the discharge position. The mist-like DIW may be supplied to the substrate surface Wf while scanning (4th embodiment).
図11はこの発明の第4実施形態にかかる基板処理装置の液体層形成処理の動作を示す側面図である。この実施形態では、ミスト供給ノズル9Aが基板表面Wfに沿って可動自在に配置され、ノズル駆動機構93Aの駆動によりミスト供給ノズル9Aを基板表面Wfに対して走査させることができる。ノズル駆動機構93Aは、基板Wの中心部の上方位置から基板Wの端縁部の上方位置に向かう軌跡に沿ってミスト供給ノズル9Aを移動させてもよいし、基板Wの端縁部の上方位置から基板Wの中心部の上方位置を通って別の端縁部の上方位置に向かう軌跡に沿ってミスト供給ノズル9Aを移動させてもよい。さらに、これらの軌跡上でミスト供給ノズル9Aを往復移動させるようにしてもよい。
FIG. 11 is a side view showing the operation of the liquid layer forming process of the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the
ミスト供給ノズル9AはDIW供給源と接続されており、DIW供給源からDIWがミスト供給ノズル9Aに圧送されると、ミスト供給ノズル9Aから基板表面Wfに向けてDIWが局部的に供給される。つまり、ミスト供給ノズル9Aからのミスト状のDIWが基板表面Wfに供給される供給範囲は基板表面Wfの一部領域に限定されている。したがって、ミスト供給ノズル9Aからミスト状のDIWを吐出させた状態で、制御ユニット4が基板Wを回転させながらミスト供給ノズル9Aを基板表面Wfに対して走査させることによって基板表面Wfの全面にパドル状の液体層21を形成することが可能となっている。このように、この実施形態では、ミスト供給ノズル9Aが本発明の「可動ノズル」として機能する。
The
以上のように、この実施形態によれば、ミスト状のDIWを用いて基板表面Wfに液体層21を形成しているため、第1実施形態と同様にしてパターン間隙の内部に入り込んでいる混合液がDIWに置き換わるのを確実に防止することができる。さらに、ミスト状のDIWを基板表面Wfに局部的に供給しているので、ミスト状のDIWが基板Wの周囲に散らばってしまうのを防止することができる。
As described above, according to this embodiment, since the
また、上記第2実施形態では、DIWノズル5Aを走査軌跡T1に沿って回転中心位置Caから端縁位置Eaに向けて移動させているが、走査軌跡T1上でDIWノズル5Aを往復移動させてもよい。また、所定の端縁位置から回転中心位置Caを通って別の端縁位置に向かう軌跡に沿ってDIWノズル5Aを移動させてもよい。同様にして、上記第3実施形態では、DIWノズル5Aを走査軌跡T2に沿って中心隣接位置Cbから端縁位置Ebに向けて移動させているが、走査軌跡T2上でDIWノズル5Aを往復移動させてもよい。また、所定の端縁位置から中心隣接位置Cbを通って別の端縁位置に向かう軌跡に沿ってDIWノズル5Aを移動させてもよい。要はDIWノズル5AからDIWを吐出しながら基板表面Wfに対して走査させることで基板表面Wfに液体層21を形成すればよい。
In the second embodiment, the DIW nozzle 5A is moved from the rotation center position Ca toward the edge position Ea along the scanning locus T1, but the DIW nozzle 5A is reciprocated on the scanning locus T1. Also good. Alternatively, the DIW nozzle 5A may be moved along a trajectory from a predetermined edge position to another edge position through the rotation center position Ca. Similarly, in the third embodiment, the DIW nozzle 5A is moved from the center adjacent position Cb toward the edge position Eb along the scanning trajectory T2, but the DIW nozzle 5A is reciprocated on the scanning trajectory T2. You may let them. Alternatively, the DIW nozzle 5A may be moved along a trajectory from a predetermined edge position to another edge position through the center adjacent position Cb. In short, the
また、上記実施形態では、液体層形成工程において基板表面Wfの全面に液体層21が形成されるが、必ずしも基板表面Wfの全面に液体層21が形成されなくてもよく、基板表面Wfの一部に液体層21が形成されるようにしてもよい。例えば、基板表面Wfの中央部にDIWを供給し、基板表面Wfの中央部にDIWの液体層(液膜)21が形成された状態とする(図12(a))。この状態で、ガスノズル6から窒素ガスを基板表面Wfの中央部に吹き付ける。これにより、液体層21は環状に形成される(図12(b))。引き続き、窒素ガスを基板表面Wfに吹きつけることにより、環状の液体層21は徐々に基板表面Wfの中央部から基板Wの端縁方向に拡大される(図12(c))。このように、基板表面Wfの一部に形成されたDIWによる液体層21を徐々に基板表面Wf上で移動させることにより、パターン間隙の内部に存在する混合液を残しながら、基板表面全体にわたって表層部分の混合液のみがDIWに置き換えられ、基板表面Wfから除去される。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、基板Wに対して薬液処理およびリンス処理などの湿式処理を施した後に、そのまま同一装置内でリンス液で濡れた基板表面Wfに対して、置換処理、液体層形成処理および乾燥処理を実行しているが、置換処理以降の処理を湿式処理から分離して行うようにしてもよい。つまり、リンス液で濡れた基板表面Wfを乾燥させる装置を単体で構成してもよい。 Further, in the above embodiment, after the wet process such as the chemical process and the rinse process is performed on the substrate W, the replacement process and the liquid layer forming process are performed on the substrate surface Wf wet with the rinse liquid in the same apparatus as it is. Although the drying process is executed, the process after the replacement process may be performed separately from the wet process. That is, the apparatus for drying the substrate surface Wf wet with the rinse liquid may be configured as a single unit.
また、上記実施形態では、キャビネット部70において処理液と同一組成の液体(DIW)と有機溶媒成分(IPA)を混合することにより混合液を生成しているが、混合液の生成方法はこれに限定されない。例えば、処理液をノズル(置換手段)に向けて送液する送液経路上にインラインで有機溶媒成分を混合させて混合液を生成してもよい。また、キャビネット部などの混合液生成手段は、基板処理装置内に設ける場合に限らず、基板処理装置とは別個に設けられた他の装置において生成した混合液を基板処理装置内に設けられたノズルを介して基板表面Wfに供給させてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the liquid mixture is produced | generated by mixing the liquid (DIW) and organic solvent component (IPA) of the same composition as a process liquid in the
また、上記実施形態では、低表面張力溶剤として混合液(IPA+DIW)を用いているが、100%のIPA液体を用いてもよい。さらに、IPAなどの有機溶剤成分を含む溶剤に替えて界面活性剤を必須的に含む溶剤を用いてもよい。このような100%のIPA液体または界面活性剤を必須的に含む溶剤を用いて置換処理を行っても、置換処理後に実行される液体層形成処理によって基板乾燥時の基板表面Wfへのパーティクル付着を抑制できる。 Moreover, in the said embodiment, although a liquid mixture (IPA + DIW) is used as a low surface tension solvent, you may use a 100% IPA liquid. Further, a solvent essentially containing a surfactant may be used instead of the solvent containing an organic solvent component such as IPA. Even if a replacement process is performed using such a 100% IPA liquid or a solvent that essentially contains a surfactant, particles adhere to the substrate surface Wf when the substrate is dried by the liquid layer forming process performed after the replacement process. Can be suppressed.
また、上記実施形態では、リンス液で濡れた基板表面Wfを乾燥させているが、リンス液以外の処理液で濡れた基板表面Wfを乾燥させる基板処理方法および基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the substrate surface Wf wet with the rinse liquid is dried. However, the present invention is also applied to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for drying the substrate surface Wf wet with a treatment liquid other than the rinse liquid. Can be applied.
また、上記実施形態では、リンス液としてDIWを用いているが、炭酸水(DIW+CO2)など基板表面Wfに対して化学的洗浄作用を有しない成分を含んだ液体をリンス液として用いるようにしてもよい。この場合、基板表面Wfに付着しているリンス液と同一組成の液体(炭酸水)と有機溶媒成分とを混合したものを混合液として用いてもよい。また、リンス液として炭酸水を用いる一方で、混合液は炭酸水の主成分であるDIWと有機溶媒成分とを混合したものを用いてもよい。さらに、リンス液としてDIWを用いる一方で、混合液は炭酸水と有機溶媒成分とを混合したものを用いてもよい。要は、基板表面Wfに付着している液体と主成分が同一である液体と有機溶媒成分とを混合したものを混合液として用いればよい。また、リンス液としては、DIW、炭酸水の他、水素水、希薄濃度(例えば1ppm程度)のアンモニア水、希薄濃度の塩酸なども用いることができる。 In the above embodiment, DIW is used as the rinse liquid. However, a liquid containing a component that does not have a chemical cleaning action on the substrate surface Wf such as carbonated water (DIW + CO 2 ) is used as the rinse liquid. Also good. In this case, a mixture of a liquid (carbonated water) having the same composition as the rinse liquid adhering to the substrate surface Wf and an organic solvent component may be used as the mixed liquid. Further, while carbonated water is used as the rinse liquid, the mixed liquid may be a mixture of DIW, which is the main component of carbonated water, and an organic solvent component. Further, while DIW is used as the rinsing liquid, the mixed liquid may be a mixture of carbonated water and an organic solvent component. In short, a mixture of a liquid adhering to the substrate surface Wf, a liquid having the same main component, and an organic solvent component may be used as the mixed liquid. In addition to DIW and carbonated water, hydrogen water, dilute concentration (for example, about 1 ppm) ammonia water, dilute hydrochloric acid, and the like can be used as the rinse liquid.
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般の表面に対して乾燥処理を施す基板処理方法および基板処理装置に適用することができる。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention can be applied to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for performing a drying process on the entire surface of a substrate including the substrate.
5…リンスノズル(置換手段)
5A…DIWノズル(ノズル、第2液体層形成手段)
9…ミスト供給ノズル(固定ノズル、第1液体層形成手段)
9A…ミスト供給ノズル(可動ノズル)
17…チャックピン(基板保持手段)
21…液体層
53A…ノズル移動機構(第2液体層形成手段)
T1…走査軌跡(第1走査軌跡)
T2…走査軌跡(第2走査軌跡)
W…基板
Wf…基板表面
5 ... Rinse nozzle (replacement means)
5A ... DIW nozzle (nozzle, second liquid layer forming means)
9: Mist supply nozzle (fixed nozzle, first liquid layer forming means)
9A ... Mist supply nozzle (movable nozzle)
17 ... chuck pin (substrate holding means)
21 ... Liquid layer 53A ... Nozzle moving mechanism (second liquid layer forming means)
T1: Scanning locus (first scanning locus)
T2: Scanning locus (second scanning locus)
W ... Substrate Wf ... Substrate surface
Claims (8)
前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を略水平姿勢で保持された基板の表面に供給して該基板表面に付着している前記処理液を前記低表面張力溶剤に置換させる置換工程と、
前記処理液と同一組成の液体または前記処理液と主成分が同一である液体を前記置換工程後に前記基板表面に供給して前記液体によるパドル状の液体層を前記基板表面に形成する液体層形成工程と、
前記液体層を前記基板表面から除去して該基板表面を乾燥させる乾燥工程と
を備え、
前記液体層形成工程では、前記液体をミスト状に前記基板表面に供給することを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method of drying the substrate surface wet with the processing liquid,
A replacement step of supplying a low surface tension solvent having a surface tension lower than that of the treatment liquid to the surface of the substrate held in a substantially horizontal posture to replace the treatment liquid adhering to the substrate surface with the low surface tension solvent. When,
Liquid layer formation in which a liquid having the same composition as the treatment liquid or a liquid having the same main component as the treatment liquid is supplied to the substrate surface after the replacement step to form a paddle-like liquid layer by the liquid on the substrate surface Process,
A drying step of removing the liquid layer from the substrate surface and drying the substrate surface,
In the liquid layer forming step, the liquid is supplied to the substrate surface in a mist form.
前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を略水平姿勢で保持された基板の表面に供給して該基板表面に付着している前記処理液を前記低表面張力溶剤に置換させる置換工程と、
前記置換工程後に前記処理液と同一組成の液体または前記処理液と主成分が同一である液体を前記基板表面に供給して前記液体によるパドル状の液体層を前記基板表面に形成する液体層形成工程と、
前記液体層を前記基板表面から除去して該基板表面を乾燥させる乾燥工程と
を備え、
前記液体層形成工程では、ノズルから柱状に前記液体を供給しながら該ノズルを前記基板表面に対して走査させることを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method of drying the substrate surface wet with the processing liquid,
A replacement step of supplying a low surface tension solvent having a surface tension lower than that of the treatment liquid to the surface of the substrate held in a substantially horizontal posture to replace the treatment liquid adhering to the substrate surface with the low surface tension solvent. When,
Liquid layer formation in which a liquid having the same composition as the treatment liquid or a liquid having the same main component as the treatment liquid is supplied to the substrate surface after the replacement step, thereby forming a paddle-like liquid layer on the substrate surface. Process,
A drying step of removing the liquid layer from the substrate surface and drying the substrate surface,
In the liquid layer forming step, the nozzle is scanned with respect to the substrate surface while supplying the liquid in a column shape from the nozzle.
前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を前記基板表面に供給して該基板表面に付着している前記処理液を前記低表面張力溶剤に置換させる置換手段と、
前記処理液と同一組成の液体または前記処理液と主成分が同一である液体をミスト状に前記低表面張力溶剤が付着している前記基板表面に供給して前記液体によるパドル状の液体層を前記基板表面に形成する第1液体層形成手段と
を備え、
前記液体層を前記基板表面から除去して前記基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理装置。 A substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture with the substrate surface wet with the processing liquid facing upward;
A substitution means for supplying a low surface tension solvent having a surface tension lower than that of the treatment liquid to the substrate surface and replacing the treatment liquid adhering to the substrate surface with the low surface tension solvent;
A liquid having the same composition as the processing liquid or a liquid having the same main component as the processing liquid is supplied to the substrate surface to which the low surface tension solvent is adhered in a mist form to form a paddle-like liquid layer by the liquid First liquid layer forming means for forming on the substrate surface,
A substrate processing apparatus, wherein the liquid layer is removed from the substrate surface to dry the substrate surface.
前記処理液よりも表面張力が低い低表面張力溶剤を前記基板表面に供給して該基板表面に付着している前記処理液を前記低表面張力溶剤に置換させる置換手段と、
前記処理液と同一組成の液体または前記処理液と主成分が同一である液体をノズルから柱状に前記低表面張力溶剤が付着している前記基板表面に供給しながら前記ノズルを前記基板表面に対して走査させることで前記液体によるパドル状の液体層を前記基板表面に形成する第2液体層形成手段と
を備え、
前記液体層を前記基板表面から除去して前記基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理装置。
A substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture with the substrate surface wet with the processing liquid facing upward;
A substitution means for supplying a low surface tension solvent having a surface tension lower than that of the treatment liquid to the substrate surface and replacing the treatment liquid adhering to the substrate surface with the low surface tension solvent;
While supplying a liquid having the same composition as the treatment liquid or a liquid having the same main component as the treatment liquid from the nozzle to the substrate surface to which the low surface tension solvent is attached in a columnar shape, the nozzle is directed to the substrate surface. And a second liquid layer forming means for forming a paddle-like liquid layer with the liquid on the substrate surface by scanning,
A substrate processing apparatus, wherein the liquid layer is removed from the substrate surface to dry the substrate surface.
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